Последно време започна да се появява все повече информация, че

...
Последно време започна да се появява все повече информация, че
Коментари Харесай

Защо използването на ARM процесори в персоналните компютри не е добра идея

Последно време стартира да се появява от ден на ден информация, че огромните играчи на компютърния пазар още веднъж стартират да обръщат съществено внимание на ARM процесорите.
Така да вземем за пример, Microsoft сътвори на процедура пълноценна Оценка за съвместимост Windows 10 за ARM процесори и напълно скоро на пазара ще излязат таблети с Windows, основани на ARM. Появиха се и клюки, че Apple към 2020 година ще премине към потреблението на единствено свои фирмени процесори с ARM архитектура. Но редица авторитетни издания, като да вземем за пример TomsHardware, TechSpot и още доста други смятат, че няма нищо ново под слънцето. Опити за отричане от х86 архитектурата са правени и преди, и знаем до какво доведоха. Нека помислим, какъв е шансът обстановката да се повтори.

Опитите за отричане от х86 архитектурата
Да се пренесем въображаемо в 1996 година. Тогава на пазара бяха ясно избрани два съществени съперника: Microsoft с Windows 95 и Apple с Mac OS 7 (позната и като System 7). И с цел да завземе колкото се може повече пазарен дял, всеки се опитваше да измисли нещо автентично. Apple показа своя таблет Newton. Въпреки че това устройство се провали поради непоносимо работещото ръкописно въвеждане на информацията, за времето си продуктът бе извънредно новаторски. И се използваше ARM процесор.

Microsoft хареса тази концепция, само че реши да тръгне по собствен път – дано с хардуера се занимават външните производители, а корпорацията ще се занимава със софтуера. Така се появи Windows CE, оживяла чак до 2013 година – цели 17 години.

Идеята е ясна: всичко би трябвало да наподобява като във Windows, да работи оптимално покрай Windows, да се започват Win32 API стратегии, само че да се поддържат процесори с архитектура, друга от х86. Отлична концепция, само че нейната реализация не бе доста добра. Въпреки че CE 1.0 и 2.0 в действителност доста приличаха на Windows 95, тяхната функционалност бе доста по-ниска: имаше проблеми с обмена на данни с другите устройства, нямаше поддръжка на мултимедийни функционалности, и най-главното – тази Оценка за съвместимост не се хареса на разработчиците и софтуерът за нея бе незабележим. В същото време на пазара се оферираше Palm OS, работеща по-бързо и която бе интуитивно по-разбираема, имаше доста повече програмен продукт и по-добра функционалност – като резултат, продажбите на CE устройства бяха незначителни. През 2000 година Microsoft се опита да оправи нещата, предлагайки версията CE 3.0, с интернет благоприятни условия и възпроизвеждане на MP3 и видеа, само че моментът към този момент бе изпуснат.



Microsoft дефинитивно погреба Windows CE за таблети, когато през 2002 година показа Windows XP Tablet Edition. Всъщност, това е елементарна Windows XP, само че с екранна клавиатура и оптимизация за сензорни екрани и стилус. Ясно е, че устройствата с нея са си елементарни таблети с х86 процесори, поддържащи всичкия програмен продукт на XP. Това бе счетено за първата победа на х86 процесорите.

Да се прехвърлим 4 години напред към 2006 година. По това време стана ясно, че ерата на едноядрените процесори е към края си. AMD към този момент имаше двуядрени чипове, a Intel приготвяше двуядрените Core 2 Duo. А какво ставаше през това време в Mac света? Там нещата бяха зле: през 90-те години Apple заложи не на х86 процесорите, а на чипове с архитектура PowerPC, основана от IBM. За времето си тези процесори бяха в случай че не по-добри, то най-малко наедно с решенията на Intel. И тук в играта се намеси AMD и започва конкуренцията за високи тактови честоти. Тактовата периодичност на процесорите стартира да пораства съвсем двойно на всеки две години и в последна сметка към 2004 година честотите на процесорите доближиха напълно актуалните 3 GHz. А PowerPC нямаше по какъв начин да реализира това по две аргументи: прекомерно „дебел“ софтуерен развой и нежеланието на IBM да се отхвърля от старите си планове. По този метод честотите на PowerPC G5 бяха на равнище 2 GHz, а продуктивността на Pentium 4 с 3 GHz бе двойно по-висока.

Apple бързо разбра, че IBM потъва в това отношение и мигновено мина към потреблението на процесори на Intel. Но тук всеки ще се запита – а какво стана с стратегиите? Тези две архитектури са радикално разнообразни и потребителите с Mac компютри, употребяващи процесори на Intel, би трябвало да останат без програмен продукт. Отговорът е елементарен: основан бе емулатор, който даваше опция на процесорите на Intel да започват софтуера на IBM. А като се има поради, че Core 2 Duo тук-там бе от 2 до 4 пъти по-бърз, даже и през емулатор, стратегиите неведнъж работеха по-бързо, в сравнение с при потреблението на истинската архитектура. Крайните консуматори не видяха никаква разлика и даже бяха удовлетворени от растежа на продуктивността. Само след година всички стратегии бяха усъвършенствани за х86, а след още една година Apple отстрани емулатора на PowerPC. Това може да се смята за втората победа на х86.



Да преминем в напълно близкото минало – 2012 година: Microsoft показва две нови операционни системи – Windows 8 и Windows RT. Първата я знаем всички: x86-64 архитектура, леко изменен интерфейс. Втората Оценка за съвместимост бе доста по-интересна: на външен тип бе като Windows 8 и даже имаше авансово конфигуриран Office 2013. Но първото устройство с тази Оценка за съвместимост бе таблетът Surface, работещ с ARM процесора Tegra 3. Това наподобява познато. Изглежда, историята със CE се повтори. Много консуматори желаеха да пробват новата Оценка за съвместимост, както и новия таблет на Microsoft.

Уви, това бе едно огромно отчаяние. Въпреки че системата използваше ядрото на Windows 8, опцията за инсталиране на стратегии бе твърдо лимитирана от магазина на Windows, където 90% от стратегиите и до момента наподобяват по този начин, като че ли са писани от възпитаници по време на междучасието. Този проблем не бе чак толкоз огромен, стига Microsoft да продаваше таблета на цената на известните нетбуци. В сходен случай можеше да се употребява като пишеща машина с интернет връзка. Но цената на Surface бе на равнището на таблетите с Windows 8 с процесори Intel Atom. Всъщност, продуктивността на Atom бе на равнището на Tegra 3 в Surface, само че това е пълноценна операционна система, в която може да се конфигурира всевъзможен програмен продукт. В последна сметка продажбите на Surface с Windows NT се оказаха извънредно ниски. Въпреки че след година Microsoft обнови тази Оценка за съвместимост до Windows 8.1 RT и показа на пазара нелошия таблет Lumia 2520, това не избави обстановката и тази Оценка за съвместимост до излизането на Windows 10 не бе обновявана. Таблетите с х86 архитектура още веднъж победиха.



Какво се получава? За 20 години бяха направени два опита за прекосяване от х86 към други архитектури и един опит за прекосяване от друга архитектура към х86. Първите два опита тотално се провалиха, а третият бе сполучлив. Сега Microsoft прави още един опит да сплоти Оценка за съвместимост Windows с ARM архитектурата. Дали ще се получи?
Пълноценната операционна система Windows 10 за ARM процесори
През 2017 година се появиха първите клюки, че Microsoft приготвя пълноценна Windows 10 за ARM процесори. В края на 2017 излязоха първите тестови версии на тази Оценка за съвместимост, а при започване на 2018 бяха показани няколко таблета с нея. Отстрани всичко наподобява доста добре: Snapdragon 835, 4 GB оперативна памет или повече, 128 GB флаш-диск или повече. Съвсем съответен хардуер.



Няма по какъв начин да не обърнем внимание на избора на процесора: още през 2012 година Microsoft можеше да започва Windows на решенията на Nvidia – процесорите Tegra. Най-новата версия Tegra X1 демонстрира превъзходни резултати в Nintendo Switch, а и графичния ускорител в този чип е на процедура елементарната видеокарта Nvidia серия 9хх, само че с намалени честоти и по-малко CUDA ядра. Този избор би решил казуса със съвместимостта на графиката. Нямаше да се постанова да се пишат нови драйвери за графичния ускорител Adreno, интегриран в ARM процесорите Snapdragon. От друга страна, тези ARM процесори имат интегриран модем, а таблетите са мобилни устройства, които ще се употребяват отвън постройките. Именно тази опция натежа повече и Microsoft избра Snapdragon.

Но да не се отвличаме. Конфигурацията, описвана дотук, коства към $1000 (таблетът HP Envy x2). Веднага поражда въпросът, коства ли си? Все отново за $900 може да се закупи таблета Surface Pro 4 с процесор Intel Core m3, също с пасивно изстудяване.

Нека да разгледаме тестванията за продуктивност. Да стартираме с PCMark 8, в който се емулират действителни потребителски задания.



Виждаме един пронизителен неуспех – даже и простичкият Celeron се оказва с 60% по-бърз. А решенията с Core m3 са цели 2,5 пъти по-бързи.

За да стане разбираема разликата, да отбележим, че таблетът с мобилния Celeron стартира да се замисля при отварянето на два раздела с 1080р видео на YouTube. А в случай че се тегли нещо или вървят обновявания, потреблението на системата става напълно некомфортно. А в този момент си представете процесор, който е с една трета по-бавен. Непрекъснато ще има проблеми с продуктивността. Още повече, че при обработката на фотографии, същият Celeron работи 4 пъти по-бързо.



Единствените проби, в които Snapdragon е на същото равнище, като Celeron и даже е по-добър, е при вградените в операционната система приложения, компилирани за ARM архитектурата.



Графичната продуктивност в действителност не е неприятна:



В известния тест Futuremark Cloud Gate, Adreno 540 изпреварва интегрираната в Celeron графика с 10%. Но изоставането от Core m3 е съвсем двойно.

Да обърнем внимание и на времето на самостоятелна работа. По време на презентацията бе обещана 20 часа самостоятелна работа. В този случай, продуктивността ще мине на втори проект. Но няма знамение – при сърфиране с Chrome (почти никой не приема Edge сериозно), времето на самостоятелна работа е 10 часа – с 1,5 часа повече в сравнение с при Dell с пълностоен процесор:



Получава се, че концепцията е доста добра, само че цената от $1000 е висока.

И за какво продуктивността е по този начин зле? По принцип Snapdragon 835 с Оценка за съвместимост Android на процедура е на всички места двойно по-бърз от същия Celeron. Отговорът е явен – емулацията, и това е единственият метод да се накара х86 стратегия да работи на ARM процесор. Това сложен развой, забавящ процесора повече от два пъти.

При прехода от PowerPC към х86 нямаше проблеми с емулацията, тъй като х86 процесорите бяха значително по-мощни. Но продуктивността на ARM чиповете действително не доближава даже и до равнището на 2-ядрените Intel Core, а емулацията единствено задълбочава казуса със скоростта на работа.

Има и един различен значим миг. ARM процесорите не поддържат редица нужни за стратегиите процесорни указания: няма я поддръжката на AVX, FMA и последните версии на SSE. Това лимитира софтуера и внезапно понижава продуктивността на стратегиите, в които тези указания се употребяват.

Последният от всички тези проблеми е световен. Windows 10 за ARM процесори поддържа само драйвери, съвместими с ARM64. С други думи, в случай че Microsoft не е присъединил поддръжката на нужното устройство, а неговият производител не си е направи труда да напише драйвер за ARM архитектурите, то няма да можете да го употребявате. В резултат от това другите флаш стикове и дискове ще работят, само че модемите, принтерите, камерите и един куп други устройства ще имат проблем.

Могат ли да бъдат решени тези проблеми? Разбира се, належащо е „само“ пренаписването на софтуера съответно за ARM архитектурата. Това е към този момент познато – по време на презентацията на Windows RT, Microsoft загатна нещо сходно. Само че множеството програмисти и разработчици добре се посмяха на тази концепция и не помниха тази Оценка за съвместимост. Причината е напълно банална: стопански е напълно неизгодно да се „прекопае“ голямо количество сорс код и от време на време програмата да се напише от нулата. И за какво? Заради две-три устройства, на които тази стратегия може и въобще да не бъде пусната. Все отново, допустимо е Chrome да бъде пренаписан, само че един Photoshop да вземем за пример, по този начин и ще бъде стартиран в режим на емулация.

Как да бъде решен този проблем? Apple избра лесния метод: внезапно трансферира всичките си свои устройства от PowerPC към х86. В този случай разработчиците нямаха никакъв избор, с изключение на да стартират да пишат програмен продукт за новата архитектура. Но Microsoft явно няма да се откаже от поддръжката на х86, най-малкото поради по-ниската продуктивност на сегашните ARM процесори. Проблемите наподобяват нерешими, само че кой знае, може да се появи някакъв доста бърз ARM процесор и да промени всичко.
Ще успее ли Apple към 2020 година да показа на пазара преносим компютър с ARM процесор?


Microsoft към този момент е ненапълно явен, да обърнем внимание на Apple, който съгласно слуховете, към 2020 година ще анонсира личен бърз ARM процесор. Но по всичко проличава, че ще бъде повторена грешката на Microsoft – учредената маса с MacBook и iMac ще си остане с процесорите на Intel, а разработчиците насилствено ще портват своя програмен продукт към ARM – това няма да им донесе облаги и няма да желаят да се занимават с сходно нещо. Отново ще би трябвало да се употребява емулация и ще има загуба в продуктивността. Единственият метод е, още веднъж всичко да бъде трансферирано към нова архитектура. Това звучи много фантастично. Apple ще би трябвало да сътвори ARM чип, който да бъде най-малко двойно по-бърз от 18-ядрените мощни процесори на Intel при същата разсейвана топлота.
За всяка архитектура разнообразни устройства
Големите компании още веднъж се пробват да се откажат от х86 архитектурата. Според наличната към сегашен ден информация, това надали ще се получи.

А може би има нещо, което не знаем. Може би сега се създават ARM процесори от напълно нов вид, с по-висока продуктивност от чиповете на AMD и Intel. Но към този момент е ясно: за смарт телефоните и тънките таблети е най-подходяща ARM, а за преносимите компютри и десктоп компютрите – x86-64.
Източник: kaldata.com

СПОДЕЛИ СТАТИЯТА


Промоции

КОМЕНТАРИ
НАПИШИ КОМЕНТАР